生物通报道：到目前为止，人们还不能精确测量生活脑细胞中的重要化合物的水平。卡内基研究院植物生理系和斯坦福大学的研究人员首次克服了这一障碍——他们成功利用基因纳米技术的分子传感器来观察大脑化合物水平的变化。这种传感器在与化合物结合时改变其三维形状，然后通过一种叫做荧光共振能量转移（FRET）过程将其显示出来。

在新的研究中，研究人员将纳米传感器引入神经细胞以测量神经递质谷氨酸的释放水平。这种物质与从学习和记忆到情绪和感知的所有事件有关。过多的谷氨酸被认为促进了阿尔茨海默症和帕金森症等疾病的发生。这项研究结果公布在近期的Proceedings of the National Academy of Sciences上。

荧光成像技术使人们能够看到生活细胞的工作过程。弄清个体脑细胞中的谷氨酸何时、如何被制造、分泌、吸收和代谢将帮助研究人员更好地了解疾病过程以及设计出新的疾病治疗药物。

FRET被用于追踪专一与代谢物如糖和氨基酸结合的蛋白形式。感兴趣的蛋白融合了两种不同颜色的荧光标记。这种有色的荧光标记被连接在产生“生物传感器”的分子的末端。当感兴趣的物质与这种传感器结合时，这种传感器骨架就被重新定向，并且这种重新定向能够被检测出来。由于光是一种振动，因此相同的过程也发生在两种荧光染料上。研究中使用的是绿色荧光蛋白的蓝紫色和黄色版本：蓝紫色和黄色蛋白在传感器识别谷氨酸时相互间远离。因此，与缺少谷氨酸的情况相比，蓝紫色光较多而黄色光较少。